环氧固化剂胺类环氧树脂固化剂胺值测定方法
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禾工应用案例编号:HG-CT-202304-1 CT-IP1us自动电位滴定仪测定固化剂胺值简介固化剂又名硬化剂、熟化剂或变定剂,是一类增进或控制固化反应的物质或混合物。
树脂固化是经过缩合、闭环、加成或催化等化学反应,使热固性树脂发生不可逆的变化过程,固化是通过添加固化(交联)剂来完成的。
固化剂是必不可少的添加物,无论是作粘接剂、涂料、浇注料都需添加固化剂,否则环氧树脂不能固化。
固化剂的品种对固化物的力学性能、耐热性、耐水性、耐腐蚀性等都有很大影响。
胺值是固化剂性能的一个重要指标,本例通过电位滴定法测定某固化剂产品胺值。
仪器配置1.CT-IP1us电位滴定仪2.pH-104非水PH复合电极3.IOOm1滴定杯4.电子天平(0.1mg)5.烧杯,量筒,容量瓶等试剂1.滴定剂:0.08mo1∕1高氯酸冰醋酸标准溶液2.溶剂:冰醋酸测定方法1.酸碱中和反应原理2.取本品约S1g于滴定杯中,精密称定,加冰醋酸50m1溶解后置于滴定台上,插入电极和滴定头,设置好滴定参数,用盐酸滴定液滴定,测量结束仪器会根据设置的公式自动计算结果并显示在屏幕上,不加样品重复上述操作测定样品空白。
仪器参数・计量管体积:20m1・控制精度:1μ1・最小滴定体积:10μ1・最大滴定体积:100μ1・搅拌速度:200・每滴间隔:IOOOrns・终点模式:微分判定・终点设置:200实验条件•样品名称:固化剂•环境温度:25℃•环境湿度:35%•空白体积:0.01m1实验数据计算公式:XI=2XCX56.11m式中:XI:浓度(mgKOH/g)C:滴定剂浓度(mo1∕1)V:滴定终点体积(m1)V:滴空白体积(m1)m:样品质量(g)图谱:测■图谭结果讨论经测定,样品固化剂的胺值约为488mgKOH∕g,重复性较好。
参考标准暂无。
有机树脂类化学检测项目1、酸值测定:称取4-10g 样品——m ,加入30mL 甲苯乙醇混合液(2:1),摇匀使溶解, (对溶解缓慢的高分子量聚酯样品,可用丙酮或甲乙酮温热溶解),3-5滴酚酞指示剂(无色), 用0.5mol/L 的NaOH ——c 滴定至桃红色出现且15s 不褪色——Vs ,同时做空白滴定V 0。
羟值计算:Qv=mVo Vs c )(.156- …………(mgKOH/g) 2、碱值测定:同上,溴甲酚绿指示剂,换0.1mol/L 的HCl ——c 滴定。
可忽略空白。
3、聚酯&聚醚的羟值测定:称取样品——m (约估计羟值145)于250mL 碘量瓶中,加入10mL 酰化剂,密塞并于50℃水浴加热溶解均匀,继续加热20min (4-5次摇晃), 冷却后冲洗加入10-20mL 吡啶水解液(3:1)放置5min 使过量酸酐水解,加3-5滴酚酞指示剂, 用0.5mol/L 的NaOH ——c 滴定至桃红色出现且15s 不褪色——Vs ,同时做空白滴定V 0。
羟值计算:Qv=mVs Vo c )(.156- …………(mgKOH/g)(本法为乙酸酐—对甲苯磺酸酰化法) 低聚物多元醇(官能度n )分子量计算:Mr=校正羟值1000.156⨯⨯n 备注:校正羟值=羟值Qv +酸值Av 4、异氰酸酯的纯度(含量):称取样品——m (2.5g 的TDI 或3.5g 的MDI 或4gPAPI )于锥形瓶, 加入20mL 二正丁胺甲苯溶液(25.8→100),再加20mL 甲苯摇匀,室温放置15min 转化为脲, 加入0.5mL 溴甲酚绿指示剂,用0.5mol/L 的HCl ——c 滴定至蓝色消失出现黄色15s 不褪色——Vs , 同时做空白滴定V 0。
纯度(NOC 含量)计算:P TDI =%1001000)(22.174⨯-⨯m Vs Vo c ;P MDI =%1001000)(2250⨯-⨯m Vs Vo c ;(PAPI)ωNCO =%1001000)(42⨯-⨯mVs Vo c 5、预聚体中NCO 基含量测定:(二正丁胺法)称取3g 样品——m 于锥形瓶,加20mL 无水甲苯溶解, 加入10mL 二正丁胺甲苯溶液(25.8→100),室温放置20-30min 转化为脲,加40-50mL 异丙醇或乙醇, 加入0.5mL 溴甲酚绿指示剂,用0.5mol/L 的HCl ——c 滴定至蓝色消失出现黄色15s 不褪色——Vs , 同时做空白滴定V 0。
实验5 环氧树脂的制备、固化及环氧值测定一、实验目的1 了解环氧树脂制备的基本原理,掌握环氧树脂制备方法。
2 掌握环氧树脂环氧值测定的方法,并由环氧值计算制备树脂的分子量。
3 了解环氧树脂固化的基本原理。
二、实验原理环氧树脂是指含有环氧基的聚合物,它有多种类型,如环氧氯丙烷与酚醛缩合物反应生成的酚醛环氧树脂,与甘油生成的甘油环氧树脂,与二酚基丙烷(双酚A)反应生成的二丙烷环氧树脂等。
环氧树脂预聚体为主链上含醚键和仲羟基、端基为环氧基的预聚体。
其中的醚键和仲羟基为极性集团,可与多种表面之间形成较强的相互作用,而环氧基则可与介质表面的活性基,特别是无机材料或金属材料表面的活性基起反应形成化学键,产生强力的黏结,因此环氧树脂具有独特的黏附力,配制的胶黏剂对多种材料具有良好的粘接性能,常称“万能胶”,可用于涂料,浇铸,层压材料,浸渍及模具等。
目前使用的环氧树脂预聚体90%以上是由双酚A与过量的环氧氯丙烷缩聚而成。
改变原料配比、聚合反应条件(如反映戒指、温度及加料顺序等),可获得不同分子量与软化点的产物。
为使产物分子链两端都带环氧基,必须使用过量的环氧氯丙烷。
树脂中环氧基的含量是反映控制和树脂应用的重要参考指标,根据环氧基的含量可计算产物分子量,含氧基含量也是计算固化剂用量的依据。
环氧基含量可用环氧值或环氧基的百分含量来描述。
环氧基的百分含量是指每100g树脂中所含环氧基的质量。
而环氧值是指每100g环氧树脂所含环氧基的摩尔数。
环氧值采用滴定的方法来获得。
环氧树脂未固化时为热塑性的线型结构,使用时必须加入固化剂。
环氧树脂的固化剂种类很多,有多元的胺、羧酸、酸酐等。
使用多元胺固化时,固化反应为多元胺的氨基与环氧预聚体的环氧端基之间的加成反应。
该反应无需加热,可在室温下进行,叫冷固化。
反应式如下:用多元羧酸或酸酐固化时,交联固化反应是羧基与预聚体上仲羟基及环氧基之间的反应,需在加热条件下进行,称为热固化。
如用酸酐作固化剂时,反应式可示意如下:三、主要药品与仪器双酚A:22.5g 环氧氯丙烷:28gNaOH水溶液:8gNaOH溶于20ml水苯:60ml四颈瓶(250ml)搅拌器温度计回流冷凝管滴液漏斗(60ml)水浴锅分液漏斗移液管四、实验步骤4.1 树脂制备在如图9-1所示的反应装置中分别加入22.5g(0.1mol)双酚A,28g(0.3mol)环氧氯丙烷,开动搅拌,加热升温至65℃,待双酚A全部溶解后,将NaOH水溶液自滴液漏斗中慢慢滴加到反应瓶中,注意保持反应温度在70℃左右,约0.5h滴完。
环氧值的测定方法
环氧值是指环氧树脂在一定条件下的固化度或交联度,常用于评估环氧树脂的硬化程度和性能。
常见的环氧值测定方法有:
1. 红外光谱法:通过红外吸收光谱分析环氧基团的变化,从而确定环氧值。
该方法准确性高,但要求设备较为复杂。
2. 热重分析法(TGA):通过加热样品,测量样品质量的变化,推断环氧值。
该方法操作简单,但准确性相对较低。
3. 差示扫描量热法(DSC):通过测量样品在升温或降温过程中吸收或释放的能量,确定环氧值。
该方法操作简单,准确性较高。
4. 溶胀法:将环氧树脂样品溶解在合适的溶剂中,测量溶液的黏度或密度,从而推断环氧值。
该方法操作简单,适用性较广。
这里只是列举了一些常用的环氧值测定方法,实际上还有其他一些方法,如核磁共振法(NMR)、气相色谱法(GC)等。
具体选择哪种测定方法,应根据实际情况和需要综合考虑。
环氧树脂的环氧值的测定及固化实验1. 实验目的掌握低分子量环氧树脂的环氧值测定方法及计算,以及环氧树脂的固化。
2. 实验原理2-3、2-4 以上多官能团体系单体进行缩聚时,先形成可溶可熔的线型或支链低分子树脂,反应如继续进行,形成体型结构,成为不溶不熔的热固性树脂。
体型聚合物由交联将许多低分子以化学键连成一个整体,所以具有耐热性和尺寸稳定性能的优点。
体型缩聚也遵循缩聚反应的一般规律,具有“逐步”的特性。
以2-3,2-4官能度体系的缩聚反应如酚醛、醇酸树脂等在树脂合成阶段,反应程度应严格控制在凝胶点以下。
以 2-2官能度为原料的缩聚反应先形成低分子线型树脂(即结构预聚物,分子量约数百到数千,在成型或应用时,再加入固化剂或催化剂交联成体型结构。
属于这类的有环氧树脂、聚氨脂泡沫塑料等。
环氧树脂是环氧氯丙烷和二羟基二苯基丙烷(双酚 A 在氢氧化钠( NaOH 的催化作用下不断地进行开环、闭环得到的线型树脂。
如下式所示上式中 n 一般在0 ~ 12之间,分子量相当于340~3800,n=0 时为淡黄色粘滞液体, n≥2时则为固体。
n 值的大小由原料配比(环氧氯丙烷和双酚A 的摩尔比、温度条件、氢氧化钠的浓度和加料次序来控制。
环氧树脂粘结力强,耐腐蚀、耐溶剂、抗冲性能和电性能良好,广泛用于粘结剂、涂料、复合材料等。
环氧树脂分子中的环氧端基和羟基都可以成为进一步交联的基团,胺类和酸酐是使其交联的固化剂。
乙二胺、二亚乙基三胺等伯胺类含有活泼氢原子,可使环氧基直接开环,属于室温固化剂。
酐类(如邻苯二甲酸酐和马来酸酐作固化剂时,因其活性较低,须在较高的温度(150~160℃下固化。
3.环氧值的测定方法环氧值是指每 100g 树脂中含环氧基的当量数,它是环氧树脂质量的重要指标之一。
也是计算固化剂用量的依据。
分子量愈高,环氧值就相应降低,一般低分子量环氧树脂的环氧值在0.48~0.57之间。
分子量小于 1500 的环氧树脂,其环氧值测定用盐酸── 丙酮法,反应式为:HC CH 2O +HCl actone H C CH 2Cl OH称0.5g 树脂,称量准确到千分之一于三角瓶中,用移液管加入20毫升丙酮盐酸溶液,(盐酸-丙酮溶液配制:将2ml 浓盐酸溶于80ml 丙酮中,均匀混合即成 (现配现用。
环氧树脂和固化剂配比的
计算公式
The latest revision on November 22, 2020
w(100质量份数所需胺固化剂质量份数)/%=(胺当量/当量)*100质量份数=(胺的分子质量*100质量份数)/(胺分子中活泼氢原子数*当量)=(胺的分子质量/胺分子中活泼氢原子数)*值=(胺的分子质量/胺分子中活泼氢原子数)*(基质量百分数/基分子质量)
2、低相对分子量聚酰胺用量计算
低相对分子量聚酰胺产品指标说明中常用“胺值“这一指标衡量氨基的多少,陈声锐认为,这不能正常正确反映活泼氢原子的数目,因此不能简单地将胺值作为计算聚酰胺用量的依据。
对于典型的聚酰胺,可以用下式计算用两。
w(聚酰胺)%=(56100/胺值*f)*值n-3式中:56100----------KOH(*10mol)f-------------系数,f=
(n+2)/(n+1),n为多亚乙基多胺中CHCH—的重复数减去1nn22
3、酮亚胺用量计算
W(酮亚胺)%=(固化剂当量/当量)*100
这里的“当量“系指酮亚胺和水完全反应时相当。
环氧固化剂胺值一、胺值的定义和作用胺值是指环氧树脂中所含的胺基团数量,也称为氨基值或胺价。
它是衡量环氧树脂固化剂的重要指标之一,反映了固化剂与环氧树脂反应能力的大小。
胺值越高,表示固化剂中所含的活性胺基越多,其与环氧树脂反应能力也越强。
二、影响胺值的因素1. 固化剂种类:不同种类的固化剂其胺值不同,如常用的聚酰胺、多元醇等固化剂其胺值较高。
2. 固化剂用量:随着固化剂用量增加,环氧树脂中所含的活性胺基也会增加,从而提高了环氧树脂的胺值。
3. 环氧树脂分子量:分子量较低的环氧树脂其分子链上所含有官能团较少,因此相同质量下其所含有官能团数量也会相对较少。
三、不同类型环氧树脂对胺值要求1. 电子封闭型环氧树脂:这种环氧树脂的分子中含有较多的芳香族环,因此需要使用胺值较高的固化剂,以保证固化反应的充分性。
2. 电子亲和型环氧树脂:这种环氧树脂的分子中含有较多的极性基团,因此需要使用胺值较低的固化剂,以避免产生过多的交联点,导致物理性能下降。
3. 高分子量环氧树脂:这种环氧树脂相对于低分子量环氧树脂来说,其所含有官能团数量也会相对较多,因此需要使用胺值较高的固化剂。
四、胺值测定方法1. 滴定法:将已知浓度的酸溶液加入到已知质量、已知胺值的样品中进行滴定,并记录滴定所需酸溶液体积。
通过计算所需酸溶液体积与样品质量之比来确定样品中胺基团含量。
2. 紫外光谱法:利用紫外光谱吸收峰与胺基数目之间存在一定关系,通过测定样品在一定波长下的吸光度来确定其胺值。
3. 核磁共振法:通过核磁共振技术测定样品中的氢原子数量,从而计算出样品中胺基团含量。
五、胺值与环氧树脂性能的关系1. 胺值过高:固化剂中所含有的活性胺基过多,会导致过多的交联点形成,从而使环氧树脂物理性能下降。
2. 胺值过低:固化剂中所含有的活性胺基不足,会导致固化反应不充分,从而影响环氧树脂物理性能。
3. 合适的胺值范围:合适的胺值范围能够保证环氧树脂与固化剂之间充分反应,形成良好的交联网络结构,从而提高环氧树脂物理性能。
树脂体系检测方法考核标准一、外观二、环氧值的测定方法1. 实验目的及原理:环氧值是指每 100g 树脂中含环氧基的当量数,它是环氧树脂质量的重要指标之一。
也是计算固化剂用量的依据。
分子量愈高,环氧值就相应降低,一般低分子量环氧树脂的环氧值在0.48~0.57之间。
2. 仪器和试剂:a) 烘箱、分析天平(万分之一)、1000mL 容量瓶、量筒(100 mL 、50 mL)、碘量瓶(250 mL)、酸式滴定管、干燥器、移液管b) 盐酸丙酮溶液(1ml 相对密度为1.19的1.5~2ML 浓盐酸加入100M 丙酮混匀,现配现用)、0.1N 氢氧化钠标准溶液、0.1%甲基红指示剂、邻苯二甲酸氢钾(基准物)。
3. 实验步骤:a) 标准溶液的配制NaOH 固体4克,溶于1000mL 蒸馏水中,摇动至混合均匀,放置过夜,即为c(NaOH)=0.1 mol /L(0.1N)的氢氧化钠标准溶液。
b) 标准溶液的标定取邻苯二甲酸氢钾,升温105~110℃保温1小时.称取0.75左右g 准确至0.0001g ,置于干燥的锥形瓶中,加入约50mL 水溶解完全,加入3滴酚酞指示剂,用配制好的氢氧化钠标准溶液[c(NaOH)=0.1mol /L]滴定至由无色变为粉红色,即为终点。
c) 样品测定方法称取0.4g ~0.5g (精确到0.0001g )环氧树脂,放入碘量瓶中,用移液管加入20毫升盐酸丙酮混合溶液(现配现用)。
加塞摇荡使树脂充分溶解后,在阴凉处常温放置30分钟,再加三滴甲基红指示剂,用0.1N 氢氧化钠溶液滴定到红色消失变成黄色为终点。
同样操作不加树脂,做空白试验。
环氧值 ( 当量 /100g 树脂 )E 按下式计算:M ÷(V1-V2)×0.2042=0.1N WC V V W C V V E 10)(1001000)(1010-=⨯-= 式中: V 0——空白滴定所消耗0.1N NaOH 的溶液毫升数,单位:mL ;V 1——样品测试所消耗0.1N NaOH 的溶液毫升数,单位:mL ;N ——NaOH 溶液的当量浓度,单位:mol/L ;W ——树脂重量,单位:g 。
环氧树脂-P U树脂固化剂配比计算方法1、胺类固化剂w(100 质量份数树脂所需胺固化剂质量份数)/% =(胺当量/环氧当量)*100 质量份数树脂 =(胺的分子质量*100 质量份数树脂)/(胺分子中活泼氢原子数*环氧当量) =(胺的分子质量/胺分子中活泼氢原子数)*环氧值 =(胺的分子质量/胺分子中活泼氢原子数)*(环氧基质量百分数/环氧基分子质量)2、低相对分子量聚酰胺用量计算低相对分子量聚酰胺产品指标说明中常用“胺值“这一指标衡量氨基的多少,陈声锐认为,这不能正常正确反映活泼氢原子的数目,因此不能简单地将胺值作为计算聚酰胺用量的依据。
对于典型的聚酰胺,可以用下式计算用两。
w(聚酰胺)%=(56100/胺值*f )*环氧值 n-3式中:56KOH(*10 mol) f -------------系数,f =(n+2)/(n+1),n 为多亚乙基多胺中 CHCH —的重复数减去 1 n n 2 23、酮亚胺用量计算W(酮亚胺)%=(固化剂当量/环氧当量)*100这里的“当量“系指酮亚胺和水完全反应时相当有时在厂家产品规格说明书上除了给出“当量“外,还会给出“有效胺含量“系指酮亚胺和水完全反应时游离出来的反应性多胺(以体积或质量的分数表示)。
4、曼尼期碱用量计算酚、醛和胺缩合反应制得的产物成为曼尼期碱。
经典的曼尼期碱是由苯酚、甲醛及乙二胺反应制得,应用亦普遍。
按下式计算出的固化剂的量与按最大粘接强度决定的用量彼此很吻合。
Q=~K式中,K 为环氧树脂中环氧基的质量分数,%。
5、酸酐固化剂用量计算当使用一种酸酐固化剂时:W(酸酐)%=C*(酸酐当量/环氧当量)*100式中:酸酐当量=酸酐的分子质量/酸酐基的个数 C 为修正系数,场合不同采用不同的数值 C= , 一般的酸酐,使用含氯酸酐,或使用辛酸亚锡等有机金属盐;,使用叔胺作固化剂;使用两种酸酐混合物固化环氧树脂时1)将环氧当量换算成环氧值2)按混合比求出混合酸酐中每种酸酐的当量3)求 100g 混合酸酐的当量4)求出 100g 环氧树脂所用酸酐量PU产品中 PU 固化剂与PU 含羟基组份配比、配量的计算方法1 计算公式OH 值 42×100PU 固化剂需要量= ———×—————×(NCO/OH 比)561 NCO%式中: OH 值——PU 含羟基树脂羟值,mgKOH/g561——常数42——NCO 当量100——PU 含羟基树脂设定固体量2 羟值(mgKOH/g)、羟基百分含量(%)、羟基当量之间的换算关系为羟基百分含量=(17/羟基当量)×100羟值=33×羟基百分含量3 PU 聚酯漆中含羟值树脂占 62%(该树脂不挥发份为 70%,固体羟值为 120),要求计算 100份 PU 聚酯漆应配 NCO%为 9的 PJ01-50 固化剂多少(设计要求 NCO:OH为 :1)?代入计算公式120 42×(100×70%×62%)PJ01-50 固化剂配量= ——×————————————×= 份561 9即应配 NCO%为 9的 PJ01-50 固化剂份。
环氧树脂固化剂用量的确定epoxy value 环氧值是100g环氧树脂中所含环氧基团的物质的量。
它与环氧当量的关系为环氧值=100/环氧当量。
它是鉴别环氧树脂性质的最主要的指标。
epoxy equivalent per weight;EEW环氧当量含一个环氧基的树脂量(克/当量),即环氧树脂的平均分子量除以每一分子所含环氧基数量的值。
1、胺类固化剂用量的计算胺类固化剂用量的计算方法,其依据是以胺基上的—个活泼氢和一个环氧基相作用来考虑的。
各种伯胺、仲胺的用量按下式计算求出:W=(M/Hn)×E式中:W—一每100g环氧树脂所需胺类固化剂的质量,g;M——胺类固化剂分子量;Hn——固化剂分子中胺基上的活泼氢原子数;E一一环氧树脂的环氧值。
举例:用乙二胺作固化剂,使E-44环氧树脂固化,求每loog环氧树脂所需乙二胺的用量。
解:乙二胺的分子式为H2N—CH2一NH2乙二胺的分子量M=60乙二胺的活泼氢原子数Hn=4从表中查出E-44环氧树脂的环氧值E=0.40~0.47,那么W最大=60/4×0.47=7.05(g)W最小=60/4×0.40=6(g)即每100gE-44环氧树脂需用6~7g乙二胺固化剂。
实际上,随着胺分子的大小,以及反应能力和挥发情况的不同,一般比理论计算出的数值要多用10%以上。
2、酸酐类固化剂的用量计算酸酐类固化剂的用量通常按下式求出:W=AE·E·K式中:W—一每100g环氧树脂所需酸酐固化剂的质量,g;AE一—酸酐摩尔质量,kg/mol;K——每摩尔质量环氧基所需酸酐的量,mol。
经验数据,它在0.5~1.1范围内变动,一般取0.85。
举例:对100g环氧值为0.43的环氧树脂,若用邻邦苯二甲酸酐(PA)作它的硬化剂,要用多少量合适?解:邻苯二甲酸酐的分子式为:其分子量M=148E=0.43经验数值取K=0.85因此其合适的用量为:W=148×0.43×0.85×=54.1(g)即100g环氧值为0.43的环氧树脂,用54g左右的邻苯二甲酸酐作固化剂较合适。
酸碱滴定法是目前测定胺类固化剂胺值的通用方法。
胺类固化剂(伯胺、仲胺、叔胺)都是电子给予体,是碱性化合物,在两性或酸性溶剂中呈碱性反应。
因此可利用其碱性,用酸标准溶液进行滴定来测定其含量,通常采用以下2种方法。
二、总胺值的测定方法(酸碱滴定法)1、盐酸-乙醇(或异丙醇等)滴定法此方法适用于碱性较大的脂肪胺,其原理为:RNH2+HCl→RNH3+Cl-R2NH+HCl→R2NH2+Cl-R3N+HCl→R3NH+Cl-2、高氯酸-乙酸滴定法对于芳香胺、改性胺等碱性较弱的胺,在醇溶液中滴定时,终点变色不敏锐,滴定误差较大。
采用高氯酸-乙酸滴定法则可获得更精确的结果,其原理为:RNH2+HClO4→RNH3+ClO4-R2NH+HClO4→R2NH2+ClO4-R3N+HClO4→R3NH+ClO4-从上述酸碱滴定原理可知,所测出的是胺类同化剂中所含伯胺、仲胺和叔胺的总胺值。
它没有反应出所含的伯氨基、仲氨基和叔氨基的相对含量,因此无法依据此胺值求出胺中的活泼氢当量。
显然,若能分别测出混胺中的伯氨基、仲氨基和叔氨基的含量,就能求出混胺的活泼氢当量及其理论用量。
此外还可根据伯胺值的变化来控制改性反应的终点,而能保证改性胺质量的稳定性。
用于定量测定伯胺的方法中,主要是基于伯氨基与羰基的反应或胺与亚硝酸的反应。
它主要包括伯氨基与羰基的反应或胺与亚硝酸的反应。
三、伯氨基含量的测定方法用于定量测定伯胺的方法中,主要是基于伯氨基与羰基的反应或胺与亚硝酸的反应。
1、与羰基反应的测定方法伯胺与醛或酮反应生成西弗碱和水,而仲胺和叔胺不发生此反应。
测定生成的水量或所消耗的醛或酮的量,即可求出伯氨基的含量。
RNH2+R'CHO→RN=CHR’+H2O伯胺醛西弗碱(醛缩胺)水再用甲醇钠的吡啶标准溶液滴定过量的水杨醛,求出伯氨基耗用的水杨醛量,进而算出伯氨基的含量。
也可将试样溶解于乙酸和二唔烷混和溶剂后,用2-乙基己醛的二恶烷标准溶液直接滴定。
三、环氧树脂主要性能指标的检测方法1、环氧树脂环氧值、环氧当量的测定可用光谱分析法或化学分析法进行分析,光谱分析比化学分析容易操作,但是需要用标准试祥做成定量线。
①光谱分析法用红外光谱、拉曼光谱或核磁共振光谱等分析方法是很普及的,可用于环氧树脂的定性分析或环氧基的定量分析。
红外光谱吸收法:首先用一系列已知环氧当量的环氧树脂的红外光谱做出A910cm-1/A1610 cm-1 (其中910cm-1是环氧基的吸收峰,1610 cm-1是苯环的吸收峰)基线,然后做出A910cm-1/A1610 cm-1与环氧当量标准曲线。
这样在测定某一环氧树脂试样的环氧当量时,只需知道该环氧树脂A910/M1610的比值,即可确定其环氧当量。
②化学分析法常用的化学分析方法是在适当的溶剂中,使用过量的盐酸与环氧基作用,定量生成氯醇,将过且的盐酸用碱滴定法定量,。
常用的溶剂有丙酮、无水醚、吡啶等。
有时不用盐酸,而用溴化化氢酸、碘化钾与盐酸、过氯酸与季铵溴化物等为卤化剂,进行直接滴定。
方法多种多样,现今国际上通用的分析法是高氯酸法,适用于各种环氧树脂,但操作过程繁琐。
另外还有盐酸/丙酮法、盐酸吡啶法以及盐酸二氧六环法。
我国沿用的测定方法以盐酸一丙酮法和盐酸一吡啶法,其中盐酸一丙酮法较适用于分子量在1500以下的环氧树脂,而盐酸一吡啶法较适用于分子量在1500以上的环氧树脂。
相对来说,盐酸一丙酮法应用较多。
溴化季按盐直接滴定法a)原理原理是通过高氯酸(HClO4)与溴化四乙基铵(NEt4Br)反应生成的溴化氢与1,2-环氧基的定量反应。
该程序包括用高氯酸-冰醋酸标准溶液滴定溶解在含溴化四乙基铵的环氧树脂的二氯甲烷溶液,以结晶紫为指标剂,当环氧基被消耗完,过量的溴化氢会引起过量的结晶紫指标剂变色。
b)溶液配制结晶紫指标剂:取结晶紫0.5g,溶解于100ml冰醋酸中即得,0.1 mol /L高氯酸-冰醋酸标准溶液配制取无水冰醋酸550ml,加入高氯酸HClO4(W/W在70%左右,比重1.75)8.2ml摇匀,在烧杯中缓缓滴加24ml醋酐,用玻璃棒不断搅拌,放冷至室温后,转移到1000ml容量瓶中,加无水冰醋酸稀释至刻度线,摇均匀后,放置24小时使醋酐与溶液中的水充分反应完全。
胺值的测定方法
一、原理
胺值:与1g胺类样品相当的,以氢氧化钾毫克数值表示的样品的碱性。
二、仪器与试剂
1.0.2mol/l的盐酸95%乙醇标准溶液。
移取16.6ml浓盐酸,用95%乙醇稀释至1000ml.
2.0.2%溴酚蓝指示剂。
称取0.2g溴酚蓝,溶于100ml乙醇中。
3.锥形瓶250ml.
4.分析天平感量0.1mg.
5.量筒50ml.
6.酸式滴定管50ml.
7.无水碳酸钠。
三、测定步骤
1.称取1~4g样品于250ml锥瓶中(如果样品均匀,应在水浴上加热溶解,搅匀后再称),准确至0.0001g。
2.加入50ml乙醇(95%)溶解样品(如果有游离氨,应煮沸1min,以除去游离的氨)
3.加入溴酚蓝指示剂5滴,用0.2mol/l的盐酸95%乙醇标准溶液进行滴定,边摇动变滴定,至黄色为终点。
四、胺值的计算公式如下:
A=56.1·V·C/M
式中:即56.1*0.2*量程/重量。
.1仪器和试剂烘箱、分析天平(万分之一)、量筒(100mL、10mL)、锥形瓶(250mL)、酸式滴定管、干燥器。
70%高氯酸(分析纯)、冰乙酸(分析纯)、纯苯(分析纯)、醋酸酐(分析纯)、邻苯二甲酸氢钾(基准物),甲基紫(指示剂)。
1.2配制溶液指示剂:0.1%甲基紫冰乙酸溶液。
溶剂:冰乙酸:纯苯=2:l1.3标准溶液的配制量取70%高氯酸溶液4.3mL,溶于500mL分析纯冰乙酸中,然后再取分析纯醋酸酐7.5mL,分数次加入,摇动至混合均匀,放置过夜,使与高氯酸中含的水分反应,转变为醋酸,即为[c(HCl04)=0.1mol/L(0.1N)]高氯酸标准溶液。
1.4标定称取0.2~0.3g己于105~llO℃烘至恒质量的基准物邻苯二甲酸氢钾,准确至0.0001g,置于干燥的锥形瓶中,加入50mL冰乙酸,温热溶解,加入3~4滴甲基紫指示剂,用配制好的高氯酸标准溶液[c(HCl04)=0.1mol/L]滴定至溶液由紫色变为纯蓝色,即为终点。
1.5计算c(HCl04)=m/(V×0.2042)式中:c(HCl04)——高氯酸标准溶液的浓度,mol/L;m——邻苯二甲酸氢钾的质量,g;V——消耗的高氯酸标准溶液体积,mL;0.2042——与1.00mL高氯酸标准溶液[c(HCl04)=0.1mol/L]相当的以克表示的邻苯二甲酸氢钾的质量。
注:本溶液使用前标定。
标定高氯酸标准溶液时的温度应与使用该标准溶液滴定时的温度相同。
1.6测定方法精确称取适量的样品(聚酰胺树脂),置于250mL锥形瓶中,加入约25mL冰乙酸一纯苯溶剂,摇动至完全溶解后,(如样品不容易溶解时,可稍微加热然后让它冷却到室温),加入甲基紫指示剂3~4滴,用[c(HCl04)=0.1mol/L]高氯酸标准溶液滴定至溶液由紫色转变成纯蓝色,即为终点。
1.7计算AN(mgKOH/g)=(cV×56.1)/m式中:C——高氯酸标准溶液的浓度,mol/L;V——消耗的高氯酸标准溶液体积,mL:M——样品的质量,g;56.1——每摩尔氢氧化钾的质量。
环氧值测定一、环氧值测定的基础知识环氧值是指每100克环氧树脂中含有的环氧基的当量数。
它可是衡量环氧树脂质量的一个超重要指标呢。
咱们为啥要测定环氧值呀?这就好比你要知道一个盒子里到底有多少颗糖,这样才能决定怎么用这些糖来做美味的点心。
对于环氧值的测定,其实有很多种方法,但不管哪种方法,都像是一场探秘之旅,充满了乐趣和挑战。
二、测定环氧值的常用方法1. 盐酸 - 丙酮法这个方法就像是一场化学魔术。
首先呢,要准备好试剂,像精确称量的环氧树脂样品,还有适量的盐酸 - 丙酮溶液。
把它们混合在一起后,就会发生奇妙的反应。
这个反应过程就像是一场看不见硝烟的战争,分子们在溶液里相互碰撞、结合。
反应一段时间后,就可以用标准的氢氧化钠溶液来滴定啦。
这时候就像在给这场化学战争画上句号,通过氢氧化钠溶液的用量,就能算出环氧值。
这个过程中要特别小心操作,就像走钢丝一样,任何一点小失误都可能影响结果。
2. 溴化氢 - 冰醋酸法这种方法也很有趣哦。
把环氧树脂样品放到溴化氢 - 冰醋酸溶液里,它们就像久别重逢的朋友一样,迅速结合。
不过这个过程中要控制好反应条件,温度啦、反应时间啦,就像照顾小婴儿一样细致。
然后再用标准的硫代硫酸钠溶液来滴定剩余的溴化氢。
这一步就像是在数剩下的士兵,通过计算就能得出环氧值啦。
三、测定环氧值的实际操作要点1. 样品的准备样品的称量一定要精确,这就好比盖房子的地基,地基不牢,房子肯定盖不好。
如果称量不准确,后面的测定结果就会像脱缰的野马,完全不可靠。
而且样品要保证均匀,不能有的地方环氧基多,有的地方少,这样就不公平啦,测定出来的环氧值也就不准确。
2. 反应条件的控制在反应过程中,温度是个关键因素。
如果温度太高,反应可能会像火箭发射一样,一下子冲过头,产生副反应;如果温度太低,反应又会像乌龟爬行一样慢,浪费时间还可能不完全。
反应时间也很重要哦。
时间短了,反应不完全,就像做饭没煮熟;时间长了,可能会有其他不必要的反应发生,就像菜煮糊了一样。
环氧树脂改性多元胺固化剂性能(一)为了克服胺类固化剂的脆性,不良的耐冲击性,欠佳的耐候性及毒害作用,必须对胺类固化剂进行进一步改性,以便获得无毒或低毒、可在室温条件下固化的胺类固化剂。
改性胺固化剂目前国外有众多牌号,绝大多数是改性胺的种类、改性类型、原料比例等方面未公开的商品。
即使所谓对同种固化剂进行改性,由于制造厂家不同,其性质也颇有差异。
每一种改性胺都有一定的适用范围,所以在应用时要注意选择。
改性胺产品的质量指标主要是胺值和粘度。
胺值是固化剂中胺基含量的表征值,通常用与中和1 g改性固化剂中胺基所需的酸等物质的量的KOH的毫克数来表示,可以用化学分析方法测定。
黏度的意义与树脂黏度的意义相同。
胺的改性方法很多,归纳起来有以下几种方法经常采用。
有时应用其中一种方法,有时几种方法并用,所以改性产物十分复杂。
1、多胺与含有环氧基的化合物或者树脂进行加成反应。
一般胺过量,生成的加合物分子质量增大,沸点和黏度增高,对皮肤和黏膜的刺激性大幅度减少。
由于加成反应生成羟基,提高了固化活性。
由多胺与环氧树脂得到的加合物的固化产物性能与多胺固化产物十分相似。
由多胺与环氧乙烷或环氧丙烷制备的加成物,因含有羟基多,一般固化反应速度比较快,其固化产物的机械、电气、耐化学药品性能较原来多胺的稍差。
为了克服这类改性胺固化反应较快的缺点以满足某些应用的工艺要求,通常采用环氧化合物与低分子聚酰胺树脂进行加合的办法。
由于后者已经进行过一次改性,分子链比较长,氨基的质量浓度也比较低,只要选择得当,就可以制造出符合各种工艺性能要求的环氧一多胺加合物固化剂。
2、迈克尔加成的多胺(Michacl reaction)。
具有α、β不饱和键的化合物,如丙烯腈、丙烯酸酯、丙烯酰胺等,可与多胺的活泼氢进行加成反应、以降低多胺的刺激性及改善多胺与环氧树脂的相溶性。
其中被称为氰乙基化的多胺与丙烯腈的加成反应(Cyamome Hcylation),尤其是有效的改性方法;根据不同的反应条件,可以生成各种不同氰乙基化程度的产物。
环氧固化剂胺值的测定环氧固化剂胺值的测定张兰芬周秀丽摘要:介绍了高氯酸非水滴定法标准溶液的配制,试剂选用、测定及计算,目的是提高胺值测定的准确性、科学性。
关键词:环氧固化剂;胺值;测定方法O前言环氧树脂的固化反应是通过加入固化剂来实现的。
固化剂大多是直接参加反应而结合在漆膜结构中,当采用聚酰胺树脂为固化剂时,其分子结构内含有活泼的氨基,可在常温下与环氧树脂中的环氧基反应,交联而成网状结构。
确定聚酰胺树脂与环氧树脂的配比,必须考虑胺值的大小。
而表征聚酰胺树脂中氨基的含量常以胺值来表示,即指中和每l g样品所需的酸,以与其相当的氢氧化钾毫克数来表示(mgKOH/g)。
以往测定胺值采用c(HCl)=0.1 mol/L(0.1N)的盐酸-乙醇液滴定,该方法只适用于脂肪胺,用以测定聚酰胺树脂时则胺值偏低,终点显示不明显。
目前国外主要采用高氯酸非水滴定法(non aqueous titration),作者根据该方法经过大量的分析试验对比,结果验证了其具有准确、测试方便、快速等特点,下面简略介绍用高氯酸非水滴定法的测定过程。
l实验部分1.1仪器和试剂烘箱、分析天平(万分之一)、量筒(100 mL、10 mL)、锥形瓶(250 mL)、酸式滴定管、干燥器。
70%高氯酸(分析纯)、冰乙酸(分析纯)、纯苯(分析纯)、醋酸酐(分析纯)、邻苯二甲酸氢钾(基准物),甲基紫(指示剂)。
1.2配制溶液指示剂:0.1%甲基紫冰乙酸溶液。
溶剂:冰乙酸:纯苯=2:l1.3标准溶液的配制量取70%高氯酸溶液4.3 mL,溶于500 mL分析纯冰乙酸中,然后再取分析纯醋酸酐7.5 mL,分数次加入,摇动至混合均匀,放置过夜,使与高氯酸中含的水分反应,转变为醋酸,即为[c(HCl04)=0.1 mol/L(0.1N)]高氯酸标准溶液。
1.4标定称取0.2~0.3 g己于105~llO℃烘至恒质量的基准物邻苯二甲酸氢钾,准确至0.0001 g,置于干燥的锥形瓶中,加入50 mL冰乙酸,温热溶解,加入3~4滴甲基紫指示剂,用配制好的高氯酸标准溶液[c(HCl04)=0.1 mol/L]滴定至溶液由紫色变为纯蓝色,即为终点。
环氧树脂用固化剂的量的计算方法
一、胺类固化剂:
公式:W=(M/Hn)*E
M:胺类固化剂的分子量;
Hn:固化剂中胺基上的活跃氢原子数;
E:环氧树脂的环氧值。
举例:用乙二胺做固化剂,使E-44的环氧树脂固化,求每100g环氧树脂所需乙二胺的量。
解答:乙二胺的分子式:H2N-CH2-NH2,乙二胺的分子量M=60,乙二胺的活跃氢原子数Hn=4,从表格中查的E-44的环氧值为0.4~0.47,那么W的最大值为W=60/4*0.47=7.05(g), 那么W的最小值为W=60/4*0.4=6(g).
实际上随着胺分子的大小,以及反应能力和挥发情况的不同,一般要比理论计算的数值要大10%。
二、酸酐类固化剂:
公式:W=AE*E*K
AE:酸酐的摩尔质量;
E:环氧值;
K:每摩尔环氧基所需酸酐的量,经验:0.5~1.1之间,一般取0.85.。
胺类环氧树脂固化剂胺值测定方法的探讨
【摘要】本文通过对胺值的各种测定方法的分析比较,指出由于目前用酸碱测定的改性胺的胺值是所含伯氨基、仲氨基和叔氨基的总胺值,而且没有反映出它们之间的相对含量,所以无法计算活泼氢汪量及固化剂的理论用量。
建议采用伯胺值、仲胺值和叔胺值来表征改性胺的氨基含量。
这样不仅能计算出改性胺固化剂的理论用量,而且依此还能准确地控制改性胺合成的终点,保证改性胺生产质量的稳定。
文中还介绍了伯胺值、仲胺值和叔胺值的测定方法,以及改性胺固化剂理论用量的计算公式。
【关键词】胺值胺值测定方法改性胺
前言
胺类固化剂是在环氧树脂中应用最多的固化剂。
由于未经改性的受类固化剂存在许多缺点,如有的挥发性及毒性大;有的与环氧树脂相容性差;有的固化速度偏快;有的是固体,使用不便:有的易吸潮及CO2,固化物表皮发白;有的脆性偏大等,已远远不能满足实际应用发展的需要。
因此,国内外不断研制出大量各具特色的改性胺固化剂,以降低毒性和挥发性,调节固化速度及反应热;降低粘度或使之液化;改善浸润性、相容性或柔顺性;提高强度及韧性;改善低温、潮湿、水下或其它特殊条件下的固化性能等。
改性胺已成为胺类固化剂的主要品种,并获得愈来愈广泛的应用。
胺类固化剂改性的方法主要是化学改性,也有少量的物理改性。
化学改性主要是利用胺类固化剂中的活泼氢(也可利用其它活泼基团)与改性物进行加成或缩合反应,生成改性胺。
通常未改性的胺类固人陷于绝境睹阴各自固定的分子结构,很容易求出其活泼氢当量Eq(-H)。
从而可求出100份环氧树脂中胺类固化剂的理论用量W胺。
胺类固化剂的最佳用量应在理论用量附近,通过试验按固化物最佳使用性能来最后确定。
对于化学改性的胺类固化剂而言,由于合成时原料摩尔比的波动,或合成条件的波动,或产物未经提纯等原因,通常工业级改性胺多为同系化合物的混合物(以下简称混胺),
没有单一的化学结构。
此外,在改性胺的分子中往往同时含有不同数量的伯氨基和仲氨基,甚至还可能有叔氨基。
所以,即使按厂家提供的胺值也无法算出胺的活泼氢当量及胺类固化剂的理论用量。
按照厂家提供的参考用量范围选用,其理论依据不足,随意性较大,成为环氧树脂应用中的一个困惑问题。
为什么无法按目前厂家提供的胺值计算出改性胺固化剂的理论用量呢?这与目前通用的胺类固化剂胺值测定方法有关。
定量测定胺的广泛很多,最常用的是酸碱滴定法。
此外还可利用氨基的乙酰化、氧化、与羰基反应生成西弗碱以及芳香胺的重氮化和亚硝化等方法来测定。
1.酸碱滴定法(总胺值的测定方法)[1~4]
酸碱滴定法是目前测定胺类固化剂胺值的通用方法。
胺类固化剂(伯胺、仲胺、叔胺)都是电子给予体,是碱性化合物,在两性或酸性溶剂中呈碱性反应。
因此,可利用其碱性,用酸标准溶液进行滴定来测定其含量,通常采用的方法是:
1)盐酸-乙醇(或异丙醇等)滴定法[1,2]此方法适用于碱性较大的脂肪胺,其原理为:
2)高氯酸一乙酸滴定法[1~3]对于芳香胺,改性胺等碱性较弱的胺,在醇溶液中滴定时,绺变色不敏锐,滴定误差较大。
采用高氯酸-乙酸滴定法则可获得更精确的结果,其原理为:
从上述酸碱滴定原理可知,所测出的是胺类固化剂中所含伯胺、仲胺和叔胺的总胺值。
它没有反映出所含的伯氨基、仲氨基和叔氨基的相对含量,因此,无法依据此胺值求出胺中的活泼氢当量。
显然,若能分别测出混胺中的伯氨基、仲氨基和叔氨基的含量,就能求出混胺的活泼氢当量及其理论用量。
2.伯氨基含量的测定方法[1]
用于定量测定伯胺的方法中,主要是基于伯氨基与羰基的反应或胺与亚硝酸的反应。
1)与羰基反应的测定方法
伯胺与醛或酮反应生成西弗碱和水,而仲胺和叔胺不发生此反应。
测定生成的水量或所消耗的醛或酮的量,即可求出伯氨基的含量。
伯胺醛西弗碱(醛缩胺)水
常用的羰基化合物有:水杨醛、2-乙基已醛、苯甲醛、、烯醇式
戊二酮-[2,4]等。
也可用甲醇钠的吡啶标准溶液滴定过量的水杨醛,求出伯氨基耗用的水杨醛量,进而算出伯氨基的含量。
也可将试样溶解于乙酸和二恶烷混和溶剂后,用2-乙基已醛的二恶烷标准溶液直接滴定。
2)亚硝酸法(范斯莱克法)伯胺(主要是脂肪胺)与亚硝酸反应释出氮,而仲胺和叔胺与亚硝酸反应不释出氮。
测定生成的N2的体积,即可求出伯氨基含量。
3.叔氨基的测定方法[1,4]
在有伯胺、仲胺存在下,测定叔胺含量时,可先使伯胺及仲胺与乙酸酐反应,生成乙酰化产物,以排除伯胺及仲胺的影响。
乙酰化产物不显碱性,不能被酸中和。
而叔胺不能产生乙酰化反应,但它可以与乙酸反应:
该产物可用高氯酸-乙酸标准溶液滴定,过量的乙酸酐无干扰,有时可使终点更为敏锐。
4.仲氨基的测定方法[1,5]
1)2-乙基已醛一二硫化碳法伯胺及仲胺与CS2反应生成氨荒酸:
但是伯胺与醛反应生成的西弗碱不与CS2反应,叔胺也不与CS2反应。
因此可先使混胺与醛反应后,再用CS2与之(仲胺)反应生成氨荒酸,然后用碱(如0.5mol/L的Na OH)标准溶液滴定,此时伯胺不起干扰。
由测定仲胺所生成的氨荒酸含量,即可算出仲氨基的含量。
2)从酸碱滴定法测出的总减去伯氨基和叔氨基含量,也可得到仲氨基含量。
3)先测出仲氨基和叔氨基的合量,再减去叔氨基含量即得仲氨基含量。
仲氨基和叔氨基合量的测定,可先使醛与混胺中的伯氨基反应,然后再用盐酸或高氯酸标准溶液滴定,即可测出仲氨基和叔氨基的合量。
4)先测出伯氨基和仲氨基的合量,再减去伯氨基含量,即可得到仲氨基的含量。
伯氨基和仲氨基合量可用乙酸酐一吡啶乙酰化法测得[1],其中叔胺不起反应。
测定水解后释放出的乙酸量,或水解所需的水量,即可算出伯氨基和仲氨基的合量。
5.活泼氢当量及混胺固化剂用量(理论值)的计算
1)定义及换算关系
(1)混胺的胺值
混胺的总胺值-lg混胺中所含伯氨基、仲氨基和叔氨基的物质的量的总和,单位为mol/g。
相当于中和1g混胺所需标准酸的物质的量,单位为mol/g。
(为了方便计算,不推荐采用通常用的胺值单位mgKOH/g)。
(2)混胺的氨基当量
(3)胺的活泼氢当量
2)混胺固化剂用量的计算:按等物质的量的原则计算。
1g混胺中伯氨基耗用环氧树脂的量
6.结论与建议
1)建议采用伯胺值、仲胺值和叔胺值来表征混胺的氨基含量。
这样:
(1)可依此计算出混胺固化剂的理论用量,为配比设计提供理论依据。
(2)可依此准确地控制混胺合成的终点,保证混胺生产质量的稳定。
2)推荐用下列方法测定伯胺值、仲胺值和叔胺值:
(1)用乙酸酐一高氯酸法测定叔胺值。
(2)用水杨醛一高氯酸法测定仲胺和叔胺的合量,减去叔胺值,即可求出仲胺值。
(3)用水杨醛一甲醇钠法测定伯胺值。
参考文献
[1]张志贤,张瑞镐.有机官能团定量分析.北京:化学工业出版社,1990
[2]孙谨,吴莲宝.非水滴定.下册.北京:科学出版社,1985
[3]叶美君.聚酰胺树脂中胺值的测定.热固性树脂.14(2),51~53,1999
[4]张玉英.DDDMAC合成中胺值的测定.北京农学院学报.10(1),104~108,19 95
[5]李秋小,候素玲.二甲胺中甲胺含量的测定.日用化学工业.32(5),1994 关键词:方法探讨测定。